elucidation of role for RNA degradation to eliminate aberrant RNA derived from 3'UTR in R gene RPS6
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22K05654
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 39040:Plant protection science-related
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
市村 和也 香川大学, 農学部, 教授 (70321726)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 病害抵抗性遺伝子 / 転写後調節 / DEAD-box RNAヘリカーゼ / 核RNAエキソソーム / 抵抗性遺伝子 / 病害抵抗性 / 核エキソソーム / 防御反応 |
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| Outline of Research at the Start |
核エキソソームは、遺伝子の転写後調節段階において異常なRNAの除去などで重要である。核エキソソームの構成因子hen2の変異体では、抵抗性遺伝子RPS6の3′UTRに異常な転写物が蓄積し、RPS6を介した病害抵抗性が低下する。転写物の蓄積とRPS6の機能低下は相関するが、直接の原因であるかは不明である。HEN2が制御する抵抗性遺伝子の転写後調節機構の知見を得るため上記の問いを分子生物学的に検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
シロイヌナズナMAPキナーゼ経路、MEKK1-MKK1/MKK2-MPK4経路の欠損は、NLRタンパク質のRPS6とSUMM2の活性化により、矮性を伴う防御反応表現型を示す。申請者は、この表現型のサプレッサーとしてRNAの品質管理で重要な核エキソソームの構成因子HEN2を同定した。核エキソソームは、遺伝子の転写後調節段階において異常なRNAの除去、プロセシング、ターンオーバーなどで重要である。RNAヘリカーゼをコードする核エキソソームの構成因子hen2 の変異体では、抵抗性遺伝子RPS6の3′UTRに異常な転写物が蓄積し、RPS6を介した病害抵抗性が低下する。異常な転写物の蓄積とRPS6の機能低下は相関するが、直接の原因であるかは不明である。この点を解明するため、野生型での上記転写物の過剰発現がRPS6の病害抵抗性を低下させるか、また、hen2 変異体おける異常な転写物をコードするDNA領域の欠失が病害抵抗性を回復させるか検証することを目的としている。
最近、他のグループの研究により、転写物が増加した領域にTIRドメインをコードする新奇遺伝子の存在が示された。これを受けて、RPS6遺伝子の3′末端領域に由来する転写物自体か、もしくはそこにコードされるTIRタンパク質のどちらが、hen2変異体における病害抵抗性低下の原因か検証を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
他のグループの研究により存在が明らかにされた、RPS6遺伝子の3′末端領域に存在する新奇TIR遺伝子は、hen2変異によりORF全長を含む領域の転写量が上昇すると予想された。RT-PCRにより検証したところ、明確なORF全長を含む転写物量の増加が確認された。このため、hen2変異体における病害抵抗性低下の原因が転写物自体か、もしくはそこにコードされるTIRタンパク質のどちらが判別することとした。まず、TIRドメインは相互に結合し多量体を形成することから、Yeast two-hybrid法により新奇TIRタンパク質とRPS6のTIRドメインの結合を解析した。その結果、タンパク質間の相互作用は検出されなかった。このことから、新奇TIR蛋白質がRPS6に干渉して機能低下を引き起こす可能性は低いと考察された。
さらに、転写物がRPS6 の3′UTR から生じる転写物が影響を与える可能性を検証した。転写物を模した過剰発現シロイヌナズナを作製し、RPS6 を介した病害抵抗性を解析した結果、野生型に比べ罹病性を示した。よって、hen2 変異によるRPS6の機能低下は異常なRNA に起因すると考えられた。以上の結果が初年度に得られたことからおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後については、hen2変異体を用いてRPS6遺伝子の3'UTRにおける異常な転写物をコードするDNA領域を欠失させ、hen2変異体が示す病害抵抗性低下が回復するかの検証に着手する。hen2変異体のdippingによる形質転換は困難なため、一旦野生型を用いてゲノム編集により当該ゲノム領域の欠失をさせる。その後、交配により欠失変異をhen2変異体に導入する。導入が完了した後は、欠失を持つhen2系統にRPS6が認識するエフェクターを持つトマト斑葉細菌病菌を接種して、病害抵抗性をhen2変異体及び野生型と比較する。以上により3′UTRにおける異常な転写物がRPS6を介した病害抵抗性低下の原因であるか実験的に証明する。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
